柔性制造系统(FMS)PPT文档格式.ppt
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一是市场发展的需要;
二是科学发展到一个新阶段,为新技术的出现提供了一种可能。
第七章柔性制造系统(FMS)v7.1.2柔性制造系统的定义和组成:
柔性制造系统的定义和组成:
v根据中华人民共和国国家军用标准有关武器装备柔根据中华人民共和国国家军用标准有关武器装备柔性制造系统术语的定义,柔性制造系统性制造系统术语的定义,柔性制造系统FMS(FlexibleManufacturingSystem)是由数控加是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统等组成的工设备、物料运储装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统,它包括多个柔性制造单元,能根自动化制造系统,它包括多个柔性制造单元,能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整,适用据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整,适用于多品种、中小批量生产。
于多品种、中小批量生产。
第七章柔性制造系统(FMS)v一、从市场的特点来看:
一、从市场的特点来看:
v
(1)产品品种日益增多。
为了竞争的需要,生产企业必须根据用户的不同产品品种日益增多。
为了竞争的需要,生产企业必须根据用户的不同要求,不断开发新产品即所谓的量体裁衣。
为适应这种品种的多变,企要求,不断开发新产品即所谓的量体裁衣。
为适应这种品种的多变,企业必须改变旧有的适用于大批量生产的自动线生产方式,代之以应变能业必须改变旧有的适用于大批量生产的自动线生产方式,代之以应变能力强的、很快适应生产新产品的新的生产形式,寻求一条有效途径,解力强的、很快适应生产新产品的新的生产形式,寻求一条有效途径,解决单件小批量生产的自动化问题。
决单件小批量生产的自动化问题。
(2)产品生命周期明显缩短。
由于生产生活的需要对产品的功能不断提产品生命周期明显缩短。
由于生产生活的需要对产品的功能不断提出新的要求,同时由于技术的进步为产品的不断更新提供了可能,从而出新的要求,同时由于技术的进步为产品的不断更新提供了可能,从而使产品的生命周期越来越短,以汽车为例,使产品的生命周期越来越短,以汽车为例,1970年平均生命周期为年平均生命周期为12年,年,1980年缩短为年缩短为4年,年,1990年仅为年仅为18个月。
个月。
(3)产品交货期的缩短。
缩短从订货到交货的周期是赢得竞争的重要手产品交货期的缩短。
缩短从订货到交货的周期是赢得竞争的重要手段。
有资料显示美国段。
有资料显示美国A与与B公司交货期最少可缩短为几十个小时。
公司交货期最少可缩短为几十个小时。
第七章柔性制造系统(FMS)v二、从科学技术的发展条件来看:
二、从科学技术的发展条件来看:
v应用柔性制造系统可获得明显效益,这主要是由于以下应用柔性制造系统可获得明显效益,这主要是由于以下8方面的因素:
方面的因素:
v
(1)利用率高。
在典型情况下,采用柔性制造系统中的一组机床所获得的生产利用率高。
在典型情况下,采用柔性制造系统中的一组机床所获得的生产量是单机作业车间环境下用同等数目机床所获得的生产量的量是单机作业车间环境下用同等数目机床所获得的生产量的3倍。
通过计算机对倍。
通过计算机对零件作业进行调度,一旦某一机床空闲,计算机便调一零件到该机床,柔性制造零件作业进行调度,一旦某一机床空闲,计算机便调一零件到该机床,柔性制造系统可以获得很高的生产率。
零件在物料运储系统上的移动和将相应的系统可以获得很高的生产率。
零件在物料运储系统上的移动和将相应的NC程序程序传输给机床是同时进行的。
另外,零件到达机床时已被夹在托盘传输给机床是同时进行的。
另外,零件到达机床时已被夹在托盘(此工件在单独此工件在单独的装卸站完成,因此机床不用等待零件的装调的装卸站完成,因此机床不用等待零件的装调)。
(2)降低主要设备成本。
由于主要设备利用率高,因而在加工同样数目的零件降低主要设备成本。
由于主要设备利用率高,因而在加工同样数目的零件时,系统所需的机床数目少于单机情况下的机床数目。
通常加工中心的减少量是时,系统所需的机床数目少于单机情况下的机床数目。
通常加工中心的减少量是31的比例。
的比例。
(3)降低直接人工成本。
由于机床完全由计算机控制,只需要一个系统管理人降低直接人工成本。
由于机床完全由计算机控制,只需要一个系统管理人员和非技术工人在装卸站进行工件的装卸。
然而人工成本降低是以需要熟练技术员和非技术工人在装卸站进行工件的装卸。
然而人工成本降低是以需要熟练技术人员为抵偿的,而目前这样的熟练人员如计算机专家在工厂是缺少的。
人员为抵偿的,而目前这样的熟练人员如计算机专家在工厂是缺少的。
v(4)减少在制品库存量及生产周期。
柔性制造系统与常规加工车间相比,其在制减少在制品库存量及生产周期。
柔性制造系统与常规加工车间相比,其在制品的减少量相当惊人。
有报告说在设备相同条件下,在制品减少了品的减少量相当惊人。
有报告说在设备相同条件下,在制品减少了80%,这是零,这是零件等待切削加工的时间减少的结果,其原因可以归结为以下几点:
件等待切削加工的时间减少的结果,其原因可以归结为以下几点:
1)生产零件所要求的全部设备集中在一个小范围内)生产零件所要求的全部设备集中在一个小范围内(柔性制造系统内柔性制造系统内)。
2)由于零件集中在加工中心加工,所以减少了零件的装夹次数和加工零)由于零件集中在加工中心加工,所以减少了零件的装夹次数和加工零件的机床数目。
件的机床数目。
3)采用计算机有效地调度投入的零件批量和系统内调度零件。
)采用计算机有效地调度投入的零件批量和系统内调度零件。
(5)能响应生产变化的需求。
当市场需求变化或工程变化时,柔性制造系统具有能响应生产变化的需求。
当市场需求变化或工程变化时,柔性制造系统具有生产不同的产品的柔性能力。
这是通过具有冗余加工能力以及物料运储系统可以生产不同的产品的柔性能力。
这是通过具有冗余加工能力以及物料运储系统可以避开故障的机床来实现的。
避开故障的机床来实现的。
(6)产品质量高。
柔性制造系统加工的产品同由未连成系统的产品质量高。
柔性制造系统加工的产品同由未连成系统的NC机床加工的产品机床加工的产品相比,质量得到明显改善。
这是由于柔性制造系统具有较高的自动化程度,减少相比,质量得到明显改善。
这是由于柔性制造系统具有较高的自动化程度,减少了夹具和机床的数目,夹具结构合理耐用以及零件与机床匹配恰当,因而保证了了夹具和机床的数目,夹具结构合理耐用以及零件与机床匹配恰当,因而保证了工件的一致性及优良性,也大大减少了返修费用。
工件的一致性及优良性,也大大减少了返修费用。
(7)运行柔性。
运行柔性从另一方面提高了生产率。
有些系统在第二班和第三班运行柔性。
有些系统在第二班和第三班期间能进行无人看管运动。
目前这种接近无人看管运行的系统还不普遍,但是随期间能进行无人看管运动。
目前这种接近无人看管运行的系统还不普遍,但是随着高质量的传感器及计算机控制器被开发出来,对非预见性问题如刀具破损,零着高质量的传感器及计算机控制器被开发出来,对非预见性问题如刀具破损,零件流阻塞等能进行检测处理,这种无人看管的系统将会普及。
在此种运行方式下,件流阻塞等能进行检测处理,这种无人看管的系统将会普及。
在此种运行方式下,检测、装夹和维护都可以放在第一班进行。
检测、装夹和维护都可以放在第一班进行。
(8)生产力的柔性。
在车间平面布置合理的情况下,可以把柔性制造系统初期产生产力的柔性。
在车间平面布置合理的情况下,可以把柔性制造系统初期产量规定得低些,随着需要,可以添加机床,从而增加生产能力。
量规定得低些,随着需要,可以添加机床,从而增加生产能力。
第七章柔性制造系统(FMS)v美国制造工程师协会的计算机辅助系统和应用协会把柔性制造系统定义为“使用计算机控制、柔性工作站和集成物料运储装置来控制并完成零件族某一工序或一系列工序的一种集成制造系统”。
还有一种更直观的定义是:
“柔性制造系统,至少有两台机床,一套物料运储系统(从装载到卸载具有高度自动化)和一套控制系统的计算机所组成的制造系统,它采用简单地改变软件的方法便能制造出某些部件中的任何零件”。
还有各种其他的定义来描述柔性制造系统。
第七章柔性制造系统(FMS)v1.从硬件的形式看由三部分组成从硬件的形式看由三部分组成v
(1)两台以上数控机床或加工中心以及其他的加工设备,包括测量机、清洗机、动平衡机、各种特种加工设备,等等。
(2)一套能自动装卸的运储系统,包括刀具的运储和工件原材料的运储。
具体结构可采用传送带、有轨小车、无轨小车、搬运机器人、上下料托盘、交换工作站,等等。
(3)一套计算机控制系统。
第七章柔性制造系统(FMS)v2.从软件内容看主要包括三部分从软件内容看主要包括三部分v
(1)FMS的运行控制。
(2)FMS的质量保证。
(3)FMS的数据管理和通讯网络。
第七章柔性制造系统(FMS)v3.FMS的功能的功能v
(1)能自动进行零件的批量生产。
(2)简单地改变软件,便能制造出某一零件族的任何零件。
(3)物料的运输和储存必须是自动的(包括刀具、工装和工件)。
(4)能解决多机条件下零件的混合比、且无须增加费用。
第七章柔性制造系统(FMS)在装卸站将毛坯安装在早已固定在托盘上的夹具中。
然后物料传送系统把毛坯连同夹具和托盘输送到进行第一道加工工序的加工中心旁边排队等候,一旦加工中心空闲,零件就立即送上加工中心进行加工。
每道工序加工完毕以后,物料传送系统还要将该加工中心完成的半成品取出并送至执行下一工序的加工中心旁边排队等候。
如此不停地进行至最后一道加工工序。
在完成零件的整个加工过程中除进行加工工序外若有必要还要进行清洗、检验以及压套组装工序。
第七章柔性制造系统(FMS)7.27.2FMSFMS的硬件与软件的硬件与软件v7.2.1FMS的加工系统的加工系统v一、加工系统在一、加工系统在FMS中的角色中的角色v1.加工系统的作用加工系统的作用v柔性制造系统是一个计算机化的自动制造生产系统,能以最少的人的干预,加工柔性制造系统是一个计算机化的自动制造生产系统,能以最少的人的干预,加工任一范围的零件族工件,用于把原料转变为最后产品的设备称为加工设备,如机任一范围的零件族工件,用于把原料转变为最后产品的设备称为加工设备,如机床、冲孔设备、装配站、锻造设备,等等。
它与托盘等一些部件构成了床、冲孔设备、装配站、锻造设备,等等。
它与托盘等一些部件构成了FMS的的加工系统。
加工系统中所需设备的类型、数量、尺寸等均由被加工零件的类型、加工系
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- 柔性制造系统 FMS